Au-Ni 合金表面聚集的计算机模拟

应用改进分析型EAM模型(MAEAM)结合基于Metropolis 算法的Monte Carlo模拟方法,计算了800 K下Au-Ni 二元合金表面成分和剖面成分分布,包括Au含量在40%、50%、60%时(111)面和(100)面的情况,发现Au在(111)面和(100)面聚集,得到了与实验结果和其它理论结果相一致的结果.     

EAM理论计算过渡族BCC金属二元合金的热力学性质研究取得进展

1984年后在密度函数理论基础上发展起来的嵌入原子方法(EAM)理论,在合金相理论中有着广泛的用途.1989年Johnson运用他所提出的EAM理论方法计算了过渡族FCC金属二元合金的稀溶解热和形成热,结果与实验数据及第一原理计算结果符合较好.但至今尚未见EAM理论对BCC金属二元合金热力学性质计算报道.我们使用1990年Johnson提出的BCC金属EAM模型的原有形式进行了计算,发现结果较差,与实验     

Cr中SIA辐照损伤的改进分析型嵌入原子法的分析

将MAEAM和MD模拟方法相结合,从原子尺度上研究Cr中哑铃(dumbbell)间隙的稳定结构,获得了哑铃SIA在(001)和(110)表面的能量E,并计算了Cr中(110)和(111)哑铃SIA的形成能。结果表明:SIA处于Cr(001)和(110)面时,(110)哑铃SIA结构最为稳定;形成能的结果与用第一原理和其他的理论或实验方法获得的结果基本一致。     

Zr-Al-Ni-Cu合金非晶形成范围的Miedema模型预测

运用扩展Miedema模型及Toop几何模型,计算了Zr-Al-Ni-Cu四元系中各三元合金及四元合金的形成焓与系统组成间的分布关系.利用对应三元合金焓值的加权计算,获得了Zr-Al-Ni-Cu四元合金的最佳非晶形成组分.与现有实验结果相对比,计算结果及机械合金化实验均表明,利用合金的形成焓值可以较好地预测系统的非晶形成范围.     

面心立方金属对称和非对称方向的声子谱

依据晶格动力学理论,采用改进分析型嵌入原子法(Modified Analytic Embedded AtomMethod,MAEAM),沿Brillouin区中的4个对称方向和4个非对称方向,计算了面心立方金属Al、Ni、Rh、Ir、Pd、Pt、Pb的声子谱.结果表明,除Rh、Ir和Pb误差稍大外,其余理论计算结果与实验符合很好,预示着非对称方向计算值的正确性.同时表明MAEAM能够用来描述面心立方(FaceCenter Cubic,FCC)金属晶体原子间的多体相互作用,但是还需要改进和提高.沿着相同方向,FCC金属的声子谱曲线相似,频率依次沿Al、Ni、Rh、Ir、Pd、Pt、Pb的顺序降低,这是由于它们的原子质量与结合能的比值依次降低的缘故.     

Mo-W合金机械合金化及非晶形成能力的研究

采用机械合金化方法，对比Mo100-xWx(X＝25，40，60，75)二元合金系统进行机械合金化的研究，用x射线衍射仪对球磨后的合金粉末的结构进行了分析，并用Miedma理论计算了它们的非晶形成能力．计算结果表明，Mo-W系统不能形成非晶，理论与实验结果相符．     

Cu-Zr-Al三元非晶合金形成范围的热力学预测

用基于热力学观点的定量预测三元合金形成非晶成分范围的方法,对Cu-Zr-Al三元合金系形成非晶的成分范围进行了计算.该方法通过比较晶态固溶体的自由能和相应的非晶态的自由能来确定成分范围,在自由能的计算中,三元系的热力学数据由相应的3个二元系的热力学数据根据Toop模型外推得到,二元合金系的形成焓则通过Miedema理论的计算得出.结果表明,理论预测的形成非晶的成分范围与已有的实验结果符合得比较好.     

三元合金体系金属玻璃成分区域的初步预测

在用热学计算方法计算评估二元合金非晶形成能基础上,利用早期曾经提1/x参数预估了Zr-Cu-Al三元合金形成成分范围.步结果表明,当1/x〉1.28时Zr-Cu-Al三元合金成分范围大致与前期大量实验到Zr-Cu-Al三元大块金属成分相符.在此基础上,计算Nd-Al-Fe和Nd-Al-Co三元合金中1/x值,分别为1/x〉2.7和1/x〉2.9;与早期研究结果相比较,表明1/x可以有效确定Nd-Al-Fe和Nd-Al-Co三元金属大致形成范围.最终,认为1/x可以有效确定三元金属大致形成成分范围.     

FeAl合金的LFS势及点缺陷性能计算

构建了Fe、Al及其合金的原子间Long-range Finnis-Sinclair(LFS)势,利用Fe、Al及其合金的晶格常数、结合能和体弹性模量等实验数据拟合了纯金属Fe、Al及合金FeAl的LFS势参数,从中选择一组最优参数.为了检验所构建的势在缺陷性能方面的表现,利用构建的纯金属及合金的原子间势计算了金属Fe、Al及合金FeAl的单空位形成能,结果表明,与Fe相关的单空位形成能的计算结果与实验结果及其他理论计算结果符合得很好.     

Al-Zr二元合金的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的第一原理方法,计算了Al-Zr二元合金系金属间化合物的晶格常数、体弹性模量和形成焓,计算结果与已有的实验值和其他理论结果符合得很好.     

基于Thermo--Calc的中锰中铝Fe--Mn--Al--C低密度钢类Schaeffler相图绘制与评估

含铝低密度钢由于其较好的综合力学性能和低密度特征引起结构钢领域研究人员的广泛关注。本文利用Thermo-Calc热力学计算软件结合TCFE 7数据库，计算中锰中铝含量Fe-Mn-Al-C钢在不同温度的热力学平衡状态，总结其两相区相比例的变化规律，通过平移和修正等处理方法，绘制针对中锰中铝钢合金成分和相设计的类Schaeffler相图。结合马氏体转变温度的计算讨论对应不同合金成分条件下相种类存在可能，并通过已有材料的相比例和相形貌实验结果分析绘制的类Schaeffler相图的准确性和适用性。绘制的Fe-Mn-Al-C类Schaeffler相图可以直观地提供不同合金成分所对应的相比例、相种类等信息，可用于新型含铝低密度钢的合金设计。     

Cu-Ni-Si合金的价电子结构分析

基于固体与分子经验电子理论(EET),对纯金属晶体Cu以及合金固溶体Cu-Ni、Cu-Si和Cu-Ni-Si进行价电子结构分析,建立相空间价电子结构计算模型和方法,从相空间价电子结构角度探讨合金元素的合金化行为。计算结果表明:Cu处于第15杂阶,Ni处于第8杂阶,Si处于第2杂阶,Cu-Ni-Si晶胞的最强键上共价电子数达到了0.45722,这说明合金元素Ni和Si的溶入,能够提高纯铜晶胞的原子键引力,强化铜基体。     

Calculation of the end-rolling strength in Q235 strip steel by the alloying electron structure parameters

Combined with the phase transformations in rolling, the phase configuration, the tensile strength, and the yield strength with different terminal rolling grain sizes in Q235 strip steel have been theoretically calculated using the covalent electron number (nA) of the strongest bond in phase cells and the interface electron density difference (Ap) in alloys. The calculated results agree well with the results of real production. Therefore, the calculation method of terminal rolling tensile and yield strength in the non-quenched-tempered steel containing pearlite is given by the alloying electron structure parameters.     

Recent developments in crystallographic investigation of martensitic transformation

The results and new knowledge obtained in recent years by using an atom force microscope (AFM) to investigate the surface relieves and to reveal the lattice deformation characteristics in martensitic transformation (MT) are summarized. All-round analysis and research about crystallography and morphology of MT have been done based on our "displacement vector" theory. New viewpoints that the "invariant-plane-strain" criterion have no universality and that the large rotation of habit-planes takes place in {557} lath and {225} plate martensites are put forward. Thereby, the formation mode of {557} martensite is established, which is in good agreement with the experimental results. Finally, according to the self-accommodation principle between variants crystallographic calculations of twin and multi-variant martensites in shape memory alloys have been carried out. The calculation method greatly simplifies the crystallographic calculation process of phenomenological theory. And the calculated results are in good agreement with experimental ones.     

Mg-Ni-Ce合金非晶形成成分范围的理论研究

基于非晶形成的热力学观点，提出一种定量预测三元合金非晶形成成分范围的方法。该方法所需的三元合金的自由能是由组成三元合金的3个二元合金系统的自由能通过Toop模型外推计算得到，二元合金的形成焓则由Miedema理论计算。将该模型应用到三元合金Mg-Ni-Ce，其理论预言的非晶形成成分范围与已有的实验结果符合得较好。     

Ti与过渡族fcc金属二元合金的AEAM模型形成焓计算

运用普适AEAM模型理论，系统地研究了Ti与fcc金属组成的二元合金系统形成焓，并将计算结果同已有的试验结果的Ti-Cu系统进行了比较．结果表明，对于Ti-Cu系统，符合得比较好．从而说明，普适AEAM模型理论在研究Ti与fcc金属组成的二元合金的系统形成焓时是合理的．图2，参8．     

Cu晶体[110]载荷下的理论强度

把MAEAM与Wang等改进的Bom力学稳定性判据相结合,讨论了FCC晶体Cu沿[110]方向单轴载荷下的力学稳定性和理论强度。结果表明：计算的FCC相弹性模量与实验值符合很好。其力学稳定性范围为-263．4～4．03GPa,相应的伸长范围为0．796-1．066．     

贵金属与钙二元合金的形成热Miedema理论计算

用Ｍｉｅｄｅｍａ理论计算了Ｃｕ－Ｃａ,Ａｇ－Ｃａ和Ａｕ－Ｃａ三个二元系统整个成分范围的固态合金形成焓以及金属间化合物的形成焓,发现计算结果同已有的实验结果符合得比较好,同时讨论了原子尺寸因素、电负性、电子轨道能量等对合金形成焓的影响。